检测与转换
思考与练习
第1章信号检测与转换技术概述
1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？
检测：通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值；
转换：通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。
一个典型的检测与转换系统基本组成如下：
2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。
通
道控制电路差动
放大
电路
滤波
限波
电路
光电
隔离
电路
通道
控制
电路
光电
隔离
电路
A/D
转换
电路
微机
接口
电路
信号地系统地
信号地系统地
控制
微机系
统(显
示、存
储、分
析)
远端数字系统有线或无线数字通信
信号地
3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？
工业检测技术涉及主要内容包括： 热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。
机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。
几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。
物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。 状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。
电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。
4.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。
敏感元件（如：弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。
传感元件能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。
转换电路将传感元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。
5.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？
①量程
max min B x x =-
②误差 绝对误差
x x A ?=-
相对误差
实际相对误差A γ：
100%A x
A
γ?=
? 示值相对误差x γ：
100%x x
x
γ?=
? 满度(或引用)相对误差m γ：
100%m x
B
γ?=?
最大满度(或引用)相对误差max γ：
max max 100%x
B
γ?=?
③ 精度等级：
max q Q <
*国家规定电工仪表精度等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级。
④ 灵敏度与分辨率：
灵敏度：指稳态时仪表的单位输入量变化所引起的输出量的变化。
y
S x
?=
? 分辨率：是指测量仪表能够检测出被测信号最小变化量的能力。 ⑤ 迟滞性
也称为变差，又称回差，指当输入量上升和下降时，对于同一输入值的仪表两个相应输出示值之间的代数差。 ⑥ 线性度
实际的仪表测出的输出-输入静态特性曲线与其理论拟合直线之间的偏差，也称为该仪表的“非线性误差”。用来说明仪表静态特性对一条指定的直线的吻合程度。
举例：
1.某温度计的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为
A ．1℃
B ．0.5℃
C ．10℃
D ．200℃ 2．传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的 A ．线性度越好 B ．迟滞越小 C ．重复性越好 D ．分辨力越高
5.测量误差来源有那些？按误差出现的规律，测量误差分哪几类？
来源：
工具误差(仪表误差)：测量仪表组成元件本身不完善。例：标准量具的误差，仪表灵敏度不足，仪表刻度不准，变换器、放大器的误差等。
方法误差：选用测量方法不当，引用经验公式以及系数的近似性，测量中观测次数的不足。
环境误差(工作条件误差)：测量工作环境与仪表校验时的规定标准状态不同，以及随时问而变化所引起的仪表性能与被测对象本身改变所造成的误差。
个人误差：测试操作者个人的感官生理不同与变化、最小分辨力、反应速度和固有习惯以及操作不熟练、疏忽与过失等所造成的误差。
分类：
系统误差：简称系差，是按某种已知的函数规律变化而产生的误差。
随机误差：简称随差，又称偶然误差，它是由未知变化规律产生的误差，具有随机变量的一切特点，在一定条件下服从统计规律，因此经过多次测量后，对其总和可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
粗大误差：是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，简称粗差。
举例：
下列几种误差中，哪种属于随机误差？
A．仪表未校零所引起的误差
B．周围环境的细微变化引起的测量误差（温度传感器受空气扰动）C．电表的刻度不均匀引起的误差
D．读数错误
6.对某量进行多次重复的等精度测量，测量次数为10次，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，测量结果如下，试求标准误差和极限误差，并写出测量结果表达式。123.95, 123.45, 123.60, 123.60, 123.87, 123.88, 123.00, 123.85, 123.82, 123.60。
算数平均值
标准误差
算数平均值的标准差（极限误差）
x=；
7.已知一组测量数据：1,2,3,4,5
y=。求其最小二乘线性度。要求：500.6,442.4,428.6,370.1,343.1
用C语言或Matlab语言编程求取，给出程序代码和运行结果。
x=[1, 2, 3, 4, 5];
y=[500.6,442.4,428.6,370.1,343.1];
k=polyfit(x,y,1);//k为最小二乘法拟合直线斜率；
m=mean(x);
n=mean(y);
b=n-k*m
第2章电阻式传感器
1.什么是电阻式传感器？电阻应变效应做成的传感器可以测量
哪些物理量？
电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。主要包括电阻应变式传感器、热电阻传感器、电位器式传感器和各种半导体电阻传感器等。
电阻应变式传感器是以电阻应变片做为传感元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、补偿电阻和外壳组成。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形。
2.解释应变效应、压阻效应。试说明金属应变片与半导体应变
片的相同和不同之处。
应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。
压阻效应：一块半导体材料的某一轴向受到一定作用力时，电阻率发生变化。
与丝式和箔式应变片的灵敏系数（约为2.0～3.6）相比，半导体应变片灵敏系数很高，约为丝式和箔式的50倍。此外，还有机械滞后小、横向效应小以及体积小等优点。
半导体应变片的缺点主要是电阻值及灵敏系数的温度稳定性差，测量较大的应变时非线性严重，灵敏系数的离散度较大等，这就为其使用带来一定的困难。虽然如此，在动态测量中仍被广泛采用。
3.一应变片的电阻
0120
R=Ω， 2.05
S=，用作应变为0.005的传感元件。
（1）求R?与/R R
?；
（2）若电源电压E=3V,求测量电桥的非平衡输出电压
U。解：
单臂电桥非平衡输出电压
4. 电阻应变传感器在单臂电桥测量转换电路在测量时由于温度
变化产生误差的过程。电阻应变式传感器进行温度补偿的方法是什么？
5. 有一吊车的拉力传感器如题图所示，电阻应变片贴在1R ，2R ，
3
R ，4R 等截面轴上，已知四个电阻的标称阻值为120Ω，桥路
电压2V ，物重m 引起1234,,,R R R R 变化增量为1.2Ω。请画出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度，3R ，
4
R 起什么作用？
解：四个应变片组成全桥测量电路
输出电压
灵敏度
R3和R4与R1和R2，组成全桥测量电路，电桥相邻两臂变化趋势相反，对臂变化趋势相同，提高了系统的灵敏度。
第3章 电抗式和霍尔传感器
1. 电容式传感器的类型有哪些？可以测量那些物理量？有哪些
优点和缺点？
极距型变化型，可测微小的线位移。
面积变化型，可测角位移或较大的线位移。
介质变化型，可测物位和各种介质的温度、密度、湿度。
2. 电容式传感器的转换电路有哪些？
交流电桥、信号放大部分-交流放大电路、交流信号转变为直流信号部分-解调电路、高频干扰的滤除部分-滤波电路等。
3. 如题图3.2所示为一开关式全波相敏检波滤波电路，输入已
调波()m x t 和载波()y t 如题图3.3所示，画出()o x t ，()x t 的波形。
题图3.2 题图3.3
4.霍尔传感器的物理基础是什么？霍尔传感器由哪几部分组
成？霍尔传感器有哪些用途？
霍尔元件的结构很简单，由霍尔片、引线和壳体组成。
霍尔片是一个半导体四端薄片，几何形状为长方形，在薄片的相对两侧对称地焊上两对电极引出线，其中一对为控制电流端，另外一对为霍尔电势输出端。霍尔片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装。
应用：
电磁测量：测量恒定的或交变的磁感应强度、有用功率、无功功率、相位、电能等参数；
自动检测系统：多用于位移、压力的测量。
5.霍尔集成电路有哪几种？
线性型
开关型
第4章有源传感器
1.什么是光电效应?光电效应的种类有哪些？
光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能，这类光致电变的现象被人们称为光电效应。光电效应分为光电子发射效应、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
2.常用的光电元件种类有哪些？给出它们的电路符号和典型
应用电路。
3.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特
性的？
光敏电阻主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
4.光电传感器控制电路如题图4.1所示，试分析电路工作原理：
(1) GP-IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成？
(2) 当用物体遮挡光路时，发光二极管LED有什么变化？
(3) 1R是什么电阻，起什么作用？如果D V最大额定电流为
60mA，1R应该如何选择？
题图4.1
第5章其他传感器
1.光纤传感器的性能有何特殊之处？主要有哪些应用？
光纤传感器与常规传感器相比，最大优点是对电磁干扰的高度防卫，而且可以制成小型紧凑的器件，具有多路复用的能力等，在灵敏度、动态范围、可靠性等方面也具有明显的优势。
光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量。
2.光纤传感器有哪两种类型？光纤传感器调制方法有哪些？
=+
ΕA
sin()
tω?
强度调制型(intensity modulated)；
偏振调制型(polarization modulated)；
频率调制型(frequency modulated)；
相位调制型(phase modulated)。
3.在光纤中，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，需满足
什么条件？写出推导过程。
4.光纤损耗是如何产生的?它对光纤传感器有哪些影响?
光纤在传播时，由于材料的吸收、散射和弯曲处的辐射损耗影响，不可避免的要有损耗，用衰耗系数a表示，其定义为：每公里光纤对光功率信号的衰减值，可表示为：
10lg
(/)i
o
P a dB km P =
式中，i P ：输入光功率值（单位：W ）；o P ：输出光功率值（单位：W ）。
如果某光纤的衰耗系数3/a dB km =，则
0.3
/102i o P P ==，意味着，经过一公里的光纤传输后，其光功率信号减少了一半。
5. 求光纤1
1.46N
=，2 1.45N =时的
NA 值；如果外部的0
1N
=，求光纤
的临界入射角。
第6章信号放大技术
1.常见的噪声干扰有哪几种?如何防护？
(1) 机械干扰
(2) 湿度及化学干扰
(3) 热干扰
(4) 固有噪声干扰
(5) 电、磁噪声干扰
2.屏蔽有几种形式?各起什么作用?
屏蔽可以分为下列三类：静电屏蔽（electrostatic shielding, ），电磁屏蔽（electromagnetic shielding），磁屏蔽（magnetic shielding）。
3.接地有几种形式?各起什么作用?
4.测量放大器的特点是什么？什么条件下使用它？
仪用放大器是一种精密的差动电压增益器件。它的特点是：高输入阻抗，低偏置电流，低失调和低漂移，高共模抑制比，平衡的差动输入和单端输出。
它特别适合在比较恶劣的环境下作精密测量用，它的主要用途是作传感器的信号放大，或用作迭加有共模信号的差模小信号的前置放大。
5.隔离放大器有什么隔离措施？隔离的目的是什么？
如果要求输入电路与输出电路和电源之间实现电流或电阻的隔离或者当共模电压很高的时候，则应采用隔离放大器。
铁芯
解调器
调制器
A 1
A 2
o
U 1i U 2
i U 铁芯
载波调制放大器 in
U
out
光电耦合器构成的隔离放大器
6. 试计算以下放大电路的放大倍数。
U o
U 2100R K
=
o
101R K
=
题图6.1a 题图6.1b
分别求出题图6.1a 的21
o
U U U -、题图6.1b 的
o g
U U
7. 什么是共模抑制比？题图6.2中，已知电桥电源电压V=5V ，
R=100Ω，x R为100Ω应变片，其灵敏度系数为2，应变为0.005，测量放大器AD612共模抑制比为120dB，试计算测量放大器AD612的输出电压o U.
题图6.2
第7章信号滤波技术
1.要对信号作以下处理，使之分别满足下列要求，试选择合适
的滤波电路(低通、高通、带通、带阻)
①信号频率为1kHz至2kHz为所需信号
②抑制50 Hz电源干扰。
③低于5kHz为所需信号。
④高于200 kHz信号为所需信号。
2.画出理想的低通、高通、带通和带阻滤波器的幅频特性。
(a) 低通滤波器(b) 高通滤波器(c) 带通滤波器(d) 带阻滤波器
3.试求出题图7.1a、7.1b所示电路的传递函数，指出它们为什
么类型的滤波电路。
i
U i
U 1
R 2
R 1
C 3
R o
U 1
R 2
R 1
C 3
R o
U
(a) (b)
4. 设二阶压控高通滤波器和一阶高通滤波器的如图7.2a 、7.2b
所示，它们的通带增益和特性频率都相同，若Aup=2，f0=10 kHz ，试分别计算两图的
100kHz
u
f A =&和
100Hz
u
f A =&。
R R
C C 1
R f
R i
U o
U A
A
Q=8
Q=3Q=1
Q=0.8Q=0.5
f
i
U C
R
1R f
R o
U A
A f
阻带
通带
(a) (b)
题图7.2
（a ）二阶压控有源高通滤波器
（b ）一阶高通滤波器
2
001(3)
up
u up A A f f
j A f f =??-+- ???&1up o u o
i A U A f U j f
==
-&&&
检测和转换技术试题,习题集与答案解析
《检测与转换技术》试卷 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、1、以下哪一种情况可能产生随机误差 A 测量人员的粗心大意 B 检测装置的指示刻度不准 C 许多因素微小变化的总和 D 传感器的不稳定 2、2、下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是 A 大小与所取单位有关 B 量纲与被测量有关 C 不能反映误差的大小和方向 D 能反映测量工作的精细程度 3、3、某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是 A 1Kg B 10％ C D 10Kg 4、下列传感器的应用中哪个适合高频反射式涡流传感器 A 金属材料内部缺陷的检测B金属工件表面光洁度的测定 C 金属材料厚度测量 D 金属材料内部杂质的检测 5、下列温度传感器中，测量温度范围较大的是 A 热电偶 B 铜热电阻 C 半导体热敏电阻 D 铂热电阻 6、下列哪一种传感器的输入输出特性是非线性的 A 变面积式电容传感器B变极距式电容传感器 C 变介质式电容传感器D螺管式自感传感器 7.下列温度测量中哪一种热惯性小，适合温度的快速测量 A 用热电偶测量温度 B 用温度计测量温度 C 用铜热电阻测量温度 D 用铂热电阻测量温度 8、用下哪一种检测方法的灵敏度高 A 采用差动电桥 B 采用电流源供电 C 采用有源电路 D 采用双差电桥 9、以下哪种方法不适合消除或减小系统误差 A 代替方法 B 交换方法 C 采用温度补偿方法 D 采用频率电压转换电路 10、影响检测系统稳定性的因素有 A 使用寿命 B 标定测值的变化 C 反应时间 D 分辨率 二、创新思考问题（每题10分，共20分）
1. 设计一种肺活量测量装置，并简述原理。（试考虑2种以上的传感器） 2. 检测液位一般可以采用哪几种方法（试考虑2种以上方法） 三、某全对称电桥接有阻值为100Ω、灵敏度为2的电阻应变片，若电桥工作电压为6伏，应变片承受2000×10－6的微应变力，试求：（15分） 1、单臂电桥的开路输出电压U0的大小 2、单臂电桥的非线性误差δf的大小 3、要进一步减小非线性误差，应采取什么措施 四、对容器中一溶液的浓度共测量15次，结果为： ，，，，，，，， ，，，，，，% 试判断并剔除异常值。（15分） 五、试用所学的传感器知识设计一家庭防盗报警装置。（画出示意图并说明工作原理）（20分）
《检测与转换技术》检测题目
8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A. 热电偶； B. 亮度式； C. 半导体三极管； D. 半导体二极管。 10、下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？ A. NTC型热敏电阻； B.PTC 型热敏电阻； C. CTR 型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A. 电阻； B. 电容； C. 电压； D. 电荷。 12、雷电对测控系统造成的噪声干扰按其产生的原因来分属于？（） A. 浪涌噪声； B. 高频振荡噪声； C. 放电噪声。 13、热电偶的热电效应主要是把温度变化转化为什么参数变化？（） A. 电阻变化； B.电势变化； C. 电容变化； D. 电感变化。 14、在信号的变换中，我们有时为了处理信号的方便，常常把模拟信号转换成数字信号送入 微处理器进行处理，下面哪一个是采用这种技术？（） A．A/D变换电路； B. F/V变换电路； C. D/A变换电路； D. V/I转换电路。 15、一般来说，对屏蔽罩材料的要求（）？ A.选用高电阻的金属材料； B.选用低电阻的金属材料； C. 选用半导体材料； D. 选用绝缘材料。 16、电磁炉主要是应用了下面哪种技术？( ) A. 微波； B. 电涡流； C. 热电式； D. 红外。 17、下面哪种电路主要是为了抑制干扰？( ) A. A/D转换器； B. D/A转换器； C. 变压器耦合； D. 调 制电路。 18、由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级，必须采用( )的前置放大器。
传感器及检测技术试题及解答
第1章传感器与检测技术基础思考题答案 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 被测量 传感器测量 电路 电源 指示仪 记录仪 数据处 理仪器 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1
检测与转换技术期末试题库
传感器习题集及答案 第01章检测与传感器基础 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3 简述传感器主要发展趋势 1.3答：数字化、集成化、智能化、网络化等。 1.4传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 1.4答： 静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。 1.5传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度γ表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。1.5答： L 1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度， 2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。 γ是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。 3）线性度L 4）传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度, 当提出线性度的非线性误差时，必须说明所依据的基准直线。 1.6传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？ ω；阻尼系数ξ。 1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n
检测与转换
思考与练习
第1章信号检测与转换技术概述 1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？ 检测：通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值； 转换：通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。 一个典型的检测与转换系统基本组成如下： 2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。 通 道控制电路差动 放大 电路 滤波 限波 电路 光电 隔离 电路 通道 控制 电路 光电 隔离 电路 A/D 转换 电路 微机 接口 电路 信号地系统地 信号地系统地 控制 微机系 统(显 示、存 储、分 析) 远端数字系统有线或无线数字通信 信号地
3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？ 工业检测技术涉及主要内容包括： 热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。 机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。 几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。 物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。 状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。 电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。 4.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。 敏感元件（如：弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。 传感元件能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。 转换电路将传感元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。 5.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？ ①量程 max min B x x =- ②误差 绝对误差
传感器与检测技术课后习题答案
第一章 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。 （2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统 ①MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。 ②研制仿生传感器 ③研制海洋探测用传感器 ④研制成分分析用传感器 ⑤研制微弱信号检测传感器 （3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。 （4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。 （5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。 1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度； 2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值； 3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；
传感器与检测技术试卷及答案
1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离拟合直线 C、正反行程不重合 D、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C） A 工作频率宽 B 线性围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D） A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。
自动检测与转换技术题库(含答案)
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第一章检测技术的基础知识 （本文档适合电气工程类专业同学朋友们，希望能帮到你们） 一、填空题 1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值 2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。 6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被 测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 8、有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最 大误差为 1℃，当测量100℃时的示值相对误差为 1% 。 9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量转换成 与之具有一定关系的电量。 10、传感器一般由敏感元件和转换元件两部分组成。 11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为 60 mv/mm 。 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件 B．敏感元件 C．转换电路 D．嵌入式微处理器
检测与转换技术整理 (1)
检测与转换技术总结 一、传感器概述 1.传感器的定义： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，与计算机、通讯并称现代信息技术的三大支柱。通 常由敏感元件和转换元件组成。 2.传感器的分类 (1)按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类: 物理传感器、化学传感器、生物传感器。 (2)按能量的传递方式分类： 有源传感器、无源传感器。 (3)按被测量对象分类: 速度(加速度),力(力矩、压力），流速，液位，温度，湿度，光，电压，电流，浓度，气体成分，位移等传感器。 (4)按工作原理分类: 电阻式、电容式、电感式、涡流式、光电式、应变式、压电式、热电式。 3.传感器的发展趋势 （1）固态化趋向 （2）集成化和多功能化趋向 （3）图象化趋向和智能化趋向
二、检测技术基础 1.测量和误差的定义 测量：采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的方法。 误差：测量结果与被测量真值的差别。 2.测量方法的分类 （1）根据获得测量结果的方法不同 ①直接测量： 在仪表上直接读出被测量的大小而无须经过任何运算。简单、迅速但精度差。 ②间接测量： 首先测出与被测量有确定函数关系的物理量，再经过函数运算求出被测量的大小。 ③组合测量： 又称“联立测量”，即被测物理量必须经过求解联立方程才能导出结果。 （2）根据测量条件相同与否 ①等精度测量： 在测量过程中，影响测量误差的各种因素不改变。 ②不等精度测量： 改变测量条件的测量。
（3）根据是否接触被测对象 ①接触测量：如测速发电机、体温计测温。 ②非接触测量：如光电检测测转速、红外测温。 （4）根据测量对象是否随时间变化 ①静态测量：如测倾角。 ②动态测量：如测汽车速度。 3.平均值 （1）算术平均值： （2）几何平均值： （3）均方根平均值： 4.检测装置的性能 （1）基本性能 ①精度： a.精密度：在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度（离散程度）； b.准确度：表示测量仪器指示值对真值的偏离程度； c.精确度：它是精密度和准确度的综合反映。 ② 稳定性： a.零点漂移：在一定条件下，保持输入信号不变，输出信号随时间而变化； b.灵敏度变化：灵敏度随时间延长而下降。 n x n x x x n i i n x ∑=- =+?++= 1 21n n G x x x x ????=21n x x x x n u 2 2 22 1+?++=
《自动检测与转换技术》教案集
绪论
本课介绍非电量的检测。 三、自动检测系统的组成 （1）系统框图：将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标出信号的名称。在产品说明书、科技论文中，利用框图可以较简明、清晰地说明系统的构成及工作原理。 对具体的检测系统或传感器而言，必须将框图中的各项内容赋以具体的内容。 图0-1 自动检测系统原理框图 图0-6 人体信息接受过程框图与自动检测系统框图比较 通过PPT，介绍方框图的画法： 1．洗衣机；2．家用或中央空调；3．电饭煲；4．电冰箱5．电视机的框图举例。 （2）传感器（Transducer）指一个能将被测的非电量变换成电量的器件（演示教具，发散性课堂讨论）。 （3）信号调理电路信号调理电路包括放大（或衰减）电路、滤波电路、隔离电路等。其中的放大电路的作用是把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的电压、电流或频率信号等，以推动后级的显示器、数据处理装置及执行机构。 （4）显示器目前常用的显示器有四类：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等。模拟量是指连续变化量。模拟显示是利用指针对标尺的相对位置来表示读数的，常见的有毫伏表、微安表、模拟光柱等。 数字显示目前多采用发光二极管（LED）和液晶（LCD）等，以数字的形式来显示读数。前者亮度高、耐震动、可适应较宽的温度范围；后者耗电省、集成度高。目前还研制出了带背光板的LCD，便于在夜间观看LCD的内容。 图像显示是用CRT或点阵LCD来显示读数或被测参数的变化曲线、图表或彩色图等
第一章检测技术的基本概念
引用误差所不超过2.5％。 表1-1 仪表的准确度等级和基本误差 准确度等 0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 级 基本误差±0.1% ±0.2% ±0.5% ±1.0% ±1.5% ±2.5% ±5.0% 例题： 1. 已知被测电压的准确值为220V，请观察并计算图1-4所示的电压表上的准确度等级S、满度值A m、最大绝对误差Δm、示值A x、与220V正确值的误差Δ、示值相对误差γx以及引用误差γm。 2. 示值相对误差有没有可能小于引用误差？在仪表绝对误差不变的情况下，被测电压降为22V，示值相对误差γx将变大了？还是变小了？ 解： 1. 从图1-4可知，准确度等级S＝5.0级，满度值A m＝300V。 最大绝对误差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值A x＝230V。 用更高级别的检验仪表测得被测电压（220V）与示值值的误差Δ＝10V，示值相对误差γx＝4.3%。 引用误差γm＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出厂时所标定的5.0%。 2. 若绝对误差?仍为10V，当示值A x为22V，示值相对误差 γx＝（10/22）×100%=45% 。与测量220V时相比，示值相对误差大多啦
检测与转换技术复习题及答案
单项选择题> 1、以下哪种测量仪器的分辨率是和灵敏度有关的？（） A .数字天平； B.数字式电流表； C.指针式电流表； D.数字式电压表。 2、下列属于动态测量的是( )？ A.压力； B.加速度； C.重量； D.距离。 3、小赵和小杨分别用同一游标卡尺在相同条件下测量一钢管的内径大小，两人分别测量五次所得结果如下表，已知钢管内径的真实值为5.00cm，试问下列四种说法哪种正确：（） A.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度低，准确度高。 B.对钢管测量为：间接、非等精度、动态测量；小杨精密度低，准确度高。 C.对钢管测量为：直接、非等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 D.对钢管测量为：直接、等精度、静态测量；小杨精密度高，准确度低。 平均值 3测量次数 51 4 2 5.024小赵5.045.035.015.025.02测量结果5.0845.085.095.085.09小杨5.08 4、以下什么传感器适合精度高、可靠性好的温度测量?（） A.热敏电阻； B.铜热电阻； C.铂热电阻； D.热电偶。 5、对于下面哪种传感器我们在应用时要考虑其不等位电势的补偿?（） A.霍尔传感器； B.热电阻传感器； C.涡流传感器； D.热电温度传感器。 6、下列传感器中哪一个不是进行物理效应的传感器（）？ A .光敏传感器； B.声敏传感器； C.热敏传感器； D.味敏传感器。 7、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，下列哪种接法可以得到最大灵敏度输出。（） A.单臂电桥； B.差动电桥； C.双差动电桥； D.相对臂电桥。 8、下面哪种电路主要是为了远距离传输？( ) A.频率－电压变换； B.电流－电压变换； C.数模变换； D.电压－电流变换。 9、测量不能直接接触的高温物体温度，可采用( )温度传感器。 A.热电偶； B.亮度式； C.半导体三极管； D.半导体二极管。 下列哪种热敏电阻适合做温度升高电阻值降低的温度补偿元件（）？、10 A. NTC型热敏电阻； B.PTC型热敏电阻； C. CTR型热敏电阻。 11、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为( )的输出。 A.电阻； B.电容； C.电压； D.电荷。
检测与转换技术实验指导书
检测与转换技术 实验指导书
目录 第一章CSY2001B传感器试验台说明书 第二章实验指导 一、应变式电阻传感器：单臂、半桥、全桥比较 二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 三、PSD光电位置传感器 四、温度传感器设计
第一章CSY2001B传感器实验台说明书 CSY2001B传感器系统综合实验台为完全模块式结构，分主机、实验模块和实验桌三部分。根据用户不同的需求分为基本型和增强性两种配置。主机由实验工作平台，传感器综合系统、高稳定交、直流信号源，温控电加热源，旋转源、位移机构、振动机构、仪表显示、电动气压源、数据采集处理和通信系统（RS232接口）、实验软件等组成。全套13个实验模块中均包含一种或一类传感器及实验所需的电路和执行机构（位移装置均由进口精密导轨组成，以确保纯直线性位移），实验时模块可按实验要求灵活组合，仪器性能稳定可靠，方便实用。 传感器包括：（基本型含24种传感器，序号1.1-1.24。增强型含31种传感器，序号1.1-1.31） 1.1 金属箔式应变传感器（箔式应变片工作片4片；温度补偿片2片,应变系数： 2.06，精度2%） 1.2 称重传感器（标准商用双孔悬臂梁结构，量程0~500g，精度2%） 1.3 MPX扩散硅压阻式压力传感器（差压式，量程0~50KP，精度3%） 1.4 半导体应变传感器（BY350，工作片2片，应变系数120） 1.5 标准K分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%） 1.6 标准E分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%） 1.7 MF型半导体热敏传感器（负温度系数，25℃时电阻值10K） 1.8 Pt100铂热电阻（量程0~800℃，精度5%） 1.9 半导体温敏二极管（精度5%） 1.10 集成温度传感器（电流型，精度2%） 1.11 光敏电阻传感器（cds器件，光电阻≥2MΩ. 1.12 光电转速传感器（近红外发射-接收量程0~2400转/分） 1.13 光纤位移传感器（多模光强型，量程≥2mm,在其线性工作范围内精度5%） 1.14 热释电红外传感器（光谱响应7~15μm，光频响应0.5~10HZ）。 1.15 半导体霍尔传感器(由线性霍尔元件与梯度磁场组成。工作范围：位移±2mm，精度5%) 1.16 磁电式传感器（动铁与线圈） 1.17 湿敏电阻传感器（高分子材料，工作范围5~95%RH，） 1.18 湿敏电容传感器（高分子材料，工作范围5~95%RH） 1.19 MQ3气敏传感器（酒精气敏感，实验演示用） 1.20 电感式传感器（差动变压器，量程±5mm,精度5%） 1.21 压电加速度传感器（PZT压电陶瓷与质量块。工作范围5~30H Z） 1.22 电涡流传感器（线性工作范围1mm,精度3%）
自动检测与转换技术教学大纲
自动检测与转换技术教学大纲 课程名称：自动检测与转换技术学时：48学时 课程性质：专业基础课学分：3 教材：《自动检测与转换技术》电子工业出版社 一、课程的性质、地位和任务 自动检测与转换技术是普通中等职业教育机电技术应用、电气运行与控制、数控技术应用、汽车电子技术应用等专业的专业课程。中职学生通过本课程的学习，可以获得误差概念、传感器、自动检测工程应用及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能。 本大纲涉及到的误差理论是为测量各种物理量打好理论基础；传感器部分主要涉及各种非电量的测量，也涉及某些电量的测量，但主要是弥补电工知识中未讲到的新技术和新方法；工程项目应用实例是为学生提供部分真实案例；自动检测的综合应用是培养学生的综合应用能力；抗干扰技术是为学生提供测控系统在恶劣环境中工作的行之有效的方法和经验。 由于传感器技术发展较快，本大纲删去了陈旧、过时的传感器内容；考虑到普通中等职业教育的的性质，压缩了理论推导和复杂的计算，突出了工程应用，并增加了新技术、新工艺、新材料、新方法，使学生毕业后能更快地适应工作岗位要求并具有分析问题、解决问题的能力。 二、课程内容和基本要求 本课程分为检测基本概念、传感器原理及应用和自动检测技术综合应用等几部分。（带“*”的内容需根据专业方向而做删减） 第1章检测技术的基础知识 1.1 测量的基本概念 1.2 测量误差及其分类* 1.3 测量误差的分析与处理* 1.4 传感器及其基本特性 第2章电阻式传感器 2.1 弹性敏感元件 2.2 电位式传感器
2.3 电阻应变式传感器 2.4 电阻应变式传感器的应用 2.5 压阻式传感器 第3章变磁阻式传感器 3.1 自感式传感器* 3.2 变压器式传感器* 3.3 电涡流传感器 3.4 变磁阻式传感器的应用 第4章电容式传感器 4.1 电容式传感器工作原理 4.2 测量电路 * 4.3 实际中存在的问题及其解决办法* 4.4 电容式传感器的应用 第5章热电偶传感器 5.1 热电偶工作原理 5.2 热电偶的材料、结构及种类 5.3 热电偶的冷端补偿* 5.4 热电偶测温线路* 5.5 热电阻* 第6章光电式传感器 6.1 光电效应及光电器件 6.2 红外传感器 6.3 光电式传感器应用举例 6.4 光电开关和光电断续器 第7章霍尔传感器 7.1 霍尔元件工作原理 7.2 霍尔元件的基本结构和主要特性参数7.3 霍尔元件的测量电路及补偿* 7.4 霍尔集成电路 *
检测与转换技术(复习题)
《检测与转换技术》复习思考题 一、误差理论： 1、 仪表精度的指标有哪些？ 检测装置的精度包括精密度、准确度和精确度三个内容。 1．精密度 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度即分散程度，它反映了随机误差的大小。 2．准确度 它表承测量仪器指示值对真值的偏离程度，它反映了系统误差的大小。 3．精确度 它是精密度和准确度的综合反映，它反映了系统综合误差的大小，并且常用测量误差的相对值表示。 2、 什么叫随机误差，它与哪个精度指标有关？随机误差的概率分布是什么分布？这种分布具有什么特 性？ 随机误差: 在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均按不可确定方式变化，没有确定的变化规律，但随即误差在多次测量的总体上符合统计规律，因此可以通过统计学的方法来研究这些误差并估计其影响。 随机误差与精密度有关。 随机误差在实践中最常见的误差分布是正态分布。 正态分布随机误差有如下性质： 11） 对称性：正负误差出现的机会相同 22） 单峰性：误差为0出现机会最多 33） 有界性：随机误差绝对值不会超过一定限度 44） 抵偿性：相同条件下，测量次数n →∞，正负误差出现的机会相同，误差代数和为0 3、 测量过程的要素有哪些？ 测量过程有三要素 1、测量单位 2、测量方法 3、测量仪器 4、 简述传感器的静态特性性能指标及其各自的意义？ 静态指标：被测量稳定，变化缓慢（灵敏度，线性度，重复性） 灵敏度：是指传感器在稳态下输出变化与输入变化之比，用K 表示。即K=dy/dx ≈Δy/Δx 式中 x —输入量 y —输出量。 线性度：又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合曲线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比，它可用下式表示，且多取其正直 γL =ΔLmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔLmax —最大非线性误差 y max -y min —输出范围 重复性：概率正态分布 （以下是课本的，以上面课件的三个为重） 分辨率：是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是具有量纲的数。 迟滞误差：又称为回差或变差，是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。可用下式表示： γH =ΔHmax /(y max -y min ) ×100% 式中ΔHmax —最大迟滞偏差 y max -y min —输出范围 1) -(1 0lim 2 1 =+++∞→n n n δδδΛ
自动检测与转换技术论文
湖南科技大学潇湘学院 《检测与转换技术》课程设计任务书 系电气工程 专业电气工程及其自动化 班级一班 学号1254010103 姓名余波军 指导教师沈红远
一.环境监测目的 环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。具体可归纳为: （1）根据环境质量标准，评价环境质量。 （2）根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据。 （3）收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。 （4）为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务。 （一）按监测目的分类 1、监视性监测（又称为例行监测或常规监测） 对指定的有关项目进行定期的、长时间的监测，以确定环境质量及污染源状况、评价控制措施的效果，衡量环境标准实施情况和环境保护工作的进展。这是监测工作中量最大面最广的工作。 监视性监测包括对污染源的监督监测（污染物浓度、排放总量、污染趋势等）和环境质量监测（所在地区的空气、水质、噪声、固体废物等监督监测）。 2、特定目的监测（又称为特例监测或应急监测） 根据特定的目的可分为以下四种： （1）污染事故监测：在发生污染事故时进行应急监测，以确定污染物扩散方向、速度和危及范围，为控制污染提供依据。这类监测常采用流动监测（车、船等）、简易监测、低空航测、遥感等手段。 （2）仲裁监测：主要针对污染事故纠纷、环境法执行过程中所产生的矛盾进行监测。仲裁监测应由国家指定的具有权威的部门进行，以提供具有法律责任的数据（公证数据），供执法部门、司法部门仲裁。 （3）考核验证监测：包括人员考核、方法验证和污染治理项目竣工时的验收监测。 （4）咨询服务监测：为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监测。例如建设新企业应进行环境影响评价，需要按评价要求进行监测。 3、研究性监测（又称科研监测） 研究性监测是针对特定目的科学研究而进行的高层次的监测。例如环境本底的监测及研究；有毒有害物质对从业人员的影响研究；为监测工作本身服务的科研工作的监测，如统一方法、标准分析方法的研究、标准物质的研制等。这类研究往往要求多学科合作进行。 （二）按监测介质对象分类 可分为水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生（病源体、病毒、寄生虫等）监测等。文章由华晨仪器整理。
检测与转换技术课后答案
1、外光电效应，光电导效应。 外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化 2、霍尔效应 霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边 通过电流I且与磁场方向正交。则半导体薄片另外两边将产生由电势U H 且U H正比于B与I的乘积。这一现象称为霍尔效应。 3．引用误差（写出计算式） 引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％ 4、绝对误差，是相对误差 绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示 5．应变效应 应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。 6．压电效应： 压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。 7．热电效应 热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度，而另一点放于室温中，则在回路中就有电流流过，这一现象称为热电效应。 8．光电效应 光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逃逸出物体表面向外发射的现象称为光电效应。当光照射到物体上，使物体的电阻率发生变化，或发生光生
电动势的效应叫做内光电效应 4.1 什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？ 答： 某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应 5.10 什么叫电涡流效应？ 1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。 8.1 什么是热电效应？热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成？由同一种导体组成的 闭合回路能产生热电势吗？ 答： 1）两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。 2）热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。 3）热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。 10.1什么是内光电效应？什么是外光电效应？说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。 答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。 1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。 2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。 7. 有一测量吊车起吊物重量的拉力传感器如图2-22所示。 R1 、R2 、R3 、R4贴在等截面轴上。已知等轴面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E 为2.0×1011N／m2，泊松比为0.30。R1 、R2 、R3 、R4的标称阻值均为120Ω。灵敏系数为2.0。它们组成全桥电路如图2-22(b)所示，桥路电压为2V，测得输出电压为2.6mV。 试求： (1)等截面轴的纵向应变及横向应变。 (2)重物m为多少吨?
《手机检测与维修》试题库和参考题答案[2]
单项选择题 1.以下那个部分不是锁相环电路的组成部分（B ） B. 功率控制器（PC） 2.以下换算不正确的是（B ） B. 1μF=1000pF 3.手机中频道间相互间隔为( B ) B. 0.20MHz 4.TTL集成门电路是指( B ) B. 晶体管---晶体管集成门电路 5.MTK平台中BANDSW_DCS是指( B ) B. DCS的频段切换信号 6.防静电鞋的作用是( D ) D.移走人体电荷 7.当静电电压大于（ C ），一般零件都可能被损坏或降低等级 C.50V 8.为什么工艺要求在进行焊接前，要先对PCB进行预热？（ D ） D.除湿 9.PCB在焊接后，会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，不仅影响外观质量，严重时还会影响性能，是焊接工艺中经常出现的问题之一，其主要原因是（A） A.在于阻焊膜与阳基材之间存在气体/水蒸气 10.PCB在焊接前应放在烘箱中预烘，一般为（ A ） A.105℃／4h～6h；
11.良好的焊接，焊点要求：焊点表面有金属光泽，吃锡面80%以上，爬锡高度最低应超过端头的（ C ）； C.50% 12.936恒温烙铁的温度调节范围可在摄氏（ A ）度之间调节。 A. 200-480 13.850热风枪的风力调节范围1-8档，风量最大可达（ A ）升/分 A. 23 14.用850热风枪取BGA时，手柄的喷嘴离焊盘的距离在（ A ）cm A. 1-2 15.良好的焊接，焊点要求：焊点表面有金属光泽，吃锡面（ D ）以上，爬锡高度最低应超过端头的50%； D.80% 16.下列工具中不属于手机维修的检测工具的是（ C ）。 C.电烙铁 17.因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名的是（ C ）。 C.电容三点式振荡器 18.在鉴相器的输出端衰减高频误差分量，以提高抗干扰性能；在环路跳出锁定状态时，提高环路以短期存储，并迅速恢复性好的是（ C ）。 C.环路滤波器 19.将音频信号“附加”到高频振荡波上，用音频信号来控制高频振荡的参数被称为（ A ）。 A.调制 20.gsm系统为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求，采用（ A ）。
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第一章 检测与转换技术的理论基础 1—1．试把误差按表示方法、按出现的规律、按来源和按使用条件分类。 解： 误差按表示方法可分为：绝对误差、相对误差、容许误差。 误差按出现的规律可分为：系统误差（系差）、随机误差（随差）、粗大误差。 误差按来源可分为：工具误差、方法误差。 误差按使用条件可分为：基本误差、附加误差。 1—2．正态分布的随机误差有何特点？ 解：正态分布随机误差除具有对称性、抵偿性、单峰性及有界性等特点外，还应注意以下几点： （1）标准误差σ越小，精密度指数h 越大，正态分布曲线越陡，则小误差的概率密度越大；相对于大误差而言，小误差出现的概率也越大，这意味着测量值越集中，测量精密度越高。 （2）取0/)(d =δδd f ，可得峰值点的坐标为： ()()()π σδδ21 0;0max 0= ===f f x x i （3）取0/)(d 22=δδd f 可得到正太分布曲线上拐点的坐标f R 为： ()()e f f g πσσδσδ21 ;= ±=±= （4） {}1)(,-p -==+∞∞?+∞ ∞δδd f ，说明随机误差在),(-+∞∞区间取值的概率为1。 1—3．测得某物质中铁的含量为： 1. 52，1. 46，1．61，1．54，1. 55．1.49，1.68．1. 46．1.83，1.50．1.56[单位略)。试用σ3准则和格拉布斯准则检查测量列中有否坏值(取α＝0.05)。 解：作变换，令i i y 1.50x =-，并列表计算如下：